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水素吸蔵の量子的原理:新規材料設計への展開

研究課題

研究課題/領域番号 18033029
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関京都大学

研究代表者

長谷川 淳也  京都大学, 工学研究科, 助教 (30322168)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2007年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
2006年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワード水素吸蔵 / 配位空間 / 量子論 / 分極相互作用 / 静電場 / 量子化学 / ポテンシャル面 / 荷電分極
研究概要

分散力・誘起力・軌道相互作用の制御系としての水素吸着場の設計
これまでに報告されている水素吸蔵系について、水素分子と吸着サイトとの分子間相互作用を研究した。金属や金属酸化物を含む系において、相互作用エネルギーの分割解析をおこなった。その結果、水素の吸着において、外的な静電場における水素分子の分極が重要であることがわかった。軌道間相互作用については、水素分子への電子流入は比較的小さいことが分かった。
これまでに報告されている水素吸蔵材料は、水素の解離吸着に至る金属や金属酸化物、弱いvan der Waals相互作用により分子状吸着する炭素材料の両極が知られている。その中間領域を開拓するためには軌道間相互作用を最適に制御する必要がある。
得られた結果を基に水素吸蔵に最適と考えられる分子間相互作用を有するモデル系を構築した。これに基づいて現実の配位空間の設計に用いる可能性がある材料分子をスクリーニングした。共同研究を行なう実験グループとのディスカッションを通して実現可能な材料分子の選択を行った。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Exploring Photo-Biology and Bio-Spectroscopy with the SAC-CI (Symmetry-Adapted Cluster-Configuration Interaction) Method2008

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa and H. Nakatsuji
    • 雑誌名

      Radiation Induced Molecular Phenomena in Nucleic Acid: A Comprehensive Theoretical and Experimental Analysis (印刷中)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Review of the SAC-CI Applications to the Excited States of Porphyrin Compounds: How Q-band absorptions are controlled?2008

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa and H. Nakatsuji
    • 雑誌名

      Computing Lett. (印刷中)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Red Light in Chemiluminescence and Yellow-green Light in Bioluminescence: Color-tuning Mechanism of Firefly, Photinus pyralis, studied by the SAC-CI2007

    • 著者名/発表者名
      Naoki Nakatani, Jun-ya Hasegawa, Hiroshi Nakatsuji
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc. 129

      ページ: 8756-8765

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Excited States of GFP Chromophore and Active Site Studied by the SAC-CI method: Effect of Protein-environment and Mutations2007

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa, K. Fujimoto, B. Swerts, T. Miyahara, and H. Nakatsuji
    • 雑誌名

      J. Comp. Chem 28

      ページ: 2443-2452

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] SAC-CI Theoretical Study on the Excited States of Lumiflavin: Structure, Excitation Spectrum, and Solvation Effect2007

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa, S. Bureekaew, and H. Nakatsuji
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiology A: Chemistry 189

      ページ: 205-210

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Studies on the Color-Tuning Mechanism in Retinal Proteins2007

    • 著者名/発表者名
      K. Fujimoto, S. Hayashi, J. Hasegawa, and H. Nakatsuji
    • 雑誌名

      J. Chem. Theory Comput 3

      ページ: 605-618

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Excited and ionized states of ozone studied by the MEG (multi-exponentially generated) / EX (excited)-MEG method2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Ohtsuka, J. Hasegawa, and H. Nakatsuji
    • 雑誌名

      Chem. Phys. 332

      ページ: 262-270

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] SAC-CI Theoretical Study on the Excited States of Lumiflavin : Structure, Excitation Spectrum, and Solvation Effect2007

    • 著者名/発表者名
      J Hasegawa, S.Bureekaew, H.Nakatsuji
    • 雑誌名

      J.Photochem.Photobiology A : Chemistry (印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Excited and ionized states of ozone studied by the MEG (multi-exponentially generated) / EX(excited)-MEG method2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Ohtsuka, J.Hasegawa, H.Nakatsuji
    • 雑誌名

      Chemical Physics (印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Excited States of GFP Chromophore and Active Site Studied by the SAC-CI method : Effect of Protein-environment and Mutations2007

    • 著者名/発表者名
      J.Hasegawa, K.Fujimoto, B.Swerts, T.Miyahara, H.Nakatsuji
    • 雑誌名

      J.Computational Chemistry (印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Theoretical Studies on the Color-Tuning Mechanism in Retinal Proteins2007

    • 著者名/発表者名
      K.Fujimoto, S.Hayashi, J.Hasegawa, H.Nakatsuji
    • 雑誌名

      J.Chem.Theory Comput. 3

      ページ: 605-618

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] On the color-tuning mechanism of Human-Blue visual pigment : SAC-CI and QM/MM study2006

    • 著者名/発表者名
      K.Fujimoto, J.Hasegawa, S.Hayashi, H.Nakatsuji
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. 423

      ページ: 252-256

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] On the O2 binding of Fe-porphyrin, Fe-porphycene, and Fe-corrphycene complexes2006

    • 著者名/発表者名
      H.Nakashima, J.Hasegawa, H.Nakatsuji
    • 雑誌名

      J.Comp.Chem. 27

      ページ: 1363-1372

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Electronic Circular Dichroism Spectrum of Uridine Studied by the SAC-CI method2006

    • 著者名/発表者名
      S.Bureekaew, J.Hasegawa, H.Nakatsuji
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. 425

      ページ: 367-37

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] On the reversible O2 binding of the Fe-porphyrin complex2006

    • 著者名/発表者名
      H.Nakashima, J.Hasegawa, H.Nakatsuji
    • 雑誌名

      J.Comp.Chem. 27

      ページ: 426-433

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] SAC-CI study on the primary events in photobiological processes(招待講演)2008

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa
    • 学会等名
      第88回日本化学会春季年会アジア国際シンポジウム
    • 発表場所
      立教大学東京
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 紅色光合成細菌の反応中心の励起状態と電子移動:電子理論による研究(依頼講演)2008

    • 著者名/発表者名
      長谷川淳也
    • 学会等名
      分子研研究会「分子の視点から見る光合成」
    • 発表場所
      分子科学研究所
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Quantum Chemical Approach to Photobiology: Excited States of Photosynthetic Reaction Centers, Fluorescent Proteins, and Human Visual Cone Pigments(招待講演)2007

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa
    • 学会等名
      Photosynthesis and Enzyme Reactions
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2007-11-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 光合成細菌の反応中心における励起状態と電子移動:量子化学の視点から(招待講演)2007

    • 著者名/発表者名
      長谷川淳也
    • 学会等名
      有機固体冬の学校
    • 発表場所
      箱根
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Color-tuning mechanism of human visual cone pigments(招待講演)2007

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa
    • 学会等名
      The 2nd Japan-Czech-Slovakia Joint Symposium for Theoretical/Computational Chemistry
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] SAC-CI study of the Color-tuning Mechanism in Photobiology(招待講演)2007

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa
    • 学会等名
      The Third Asian-Pacific Conference of Theoretical and Computational Chemistry (APCTCC)
    • 発表場所
      Beijing
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Color-tuning in Photobiology: A SAC-CI study(招待講演)2007

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa
    • 学会等名
      International Symposium on Molecular Theory for Real Systems, Kyoto
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Exploring Photobiology with the SAC-CI method(招待講演)2007

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa
    • 学会等名
      Molecular Response to Electronic Excitation
    • 発表場所
      ドイツ
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

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